DE19951499A1

DE19951499A1 - Hydraulic piston unit has electrically operated controller with drum bores sequentially aligned with inlet and outlet ports as drum turns while the wobble plate is tilted with respect to the drum to vary piston displacement

Info

Publication number: DE19951499A1
Application number: DE19951499A
Authority: DE
Inventors: Daniel E Zimmermann
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2000-05-31
Also published as: JP4649007B2; JP2000161204A; US6176684B1

Abstract

The piston unit has connector plate (26) with a flat surface with inlet (30) and outlet (32) connectors at different angles about an axis. A cylindrical drum (38) and a structure carrying the drum rotates about the axis. Axial piston bores (44) between the axial ends of the drum sequentially align with the inlet and outlet connectors and pistons (46) are moved in the bores in a time-controlled relationship. A wobble plate (52) is tilted to vary the displacement of the piston.

Description

Technical field

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf hydraulische Kolbeneinheiten mit variabler Verdrängung wie beispiels weise Pumpen, Motoren und ähnliches und insbesondere auf eine hydraulische Kolbeneinheit mit einer Verdrängungs steuerung, die einen Elektromotor aufweist, wie bei spielsweise einen Schrittmotor, und eine Nocken- bzw. Wirkflächenanordnung, die zum Ändern des Taumel- bzw. Schrägplattenwinkels betreibbar ist, und eine Zeitsteue rung, die unter Verwendung eines Schrittmotors betreibbar ist, um die Taumelplatte zu drehen.This invention relates generally to hydraulic Piston units with variable displacement such as have pumps, motors and the like and in particular a hydraulic piston unit with a displacement control, which has an electric motor, as in for example a stepper motor, and a cam or Active surface arrangement, which is used to change the wobble or Inclined plate angle is operable, and a time control tion that can be operated using a stepper motor is to turn the swashplate.

Technical background

Gegenwärtig verwenden hydraulische Kolbeneinheiten mit variabler Verdrängung wie beispielsweise Pumpen, Motoren und ähnliches typischerweise ein hydraulisches oder elek trohydraulisches System zur Veränderung des Schrägplat ten- bzw. Taumelplattenwinkels zur Veränderung der Ver drängung. Es ist auch bekannt, die Zeitsteuerung zu vari ieren, und zwar durch Veränderung der Winkelposition der Anschlußplatte einer Einheit unter Verwendung von ver schiedenen Mitteln wie beispielsweise einem Schrittmotor und einer Getriebeanordnung. Hydraulic piston units are currently used variable displacement such as pumps, motors and the like typically a hydraulic or electrical Trohydraulic system for changing the inclined plate Ten- or swashplate angle to change the Ver pushing. It is also known to vary the timing by changing the angular position of the Connection plate of a unit using ver various means such as a stepper motor and a gear arrangement.

Jedoch sind die typischen bekannten zur Steuerung der Verdrängung verwendeten Hydraulikventile im allgemeinen komplex und teuer. Es ist auch wünschenswert, eine Alter native zur Veränderung der Anschlußplattenposition zu ha ben, um die Zeitsteuerung zu variieren. Weiterhin ist es bei dem Trend zu gesteigerter elektronischer Steuerung von Hydrauliksystemen wünschenswert, die Hydraulikkol beneinheitsverdrängung und die Zeitsteuerung in einem elektronischen Format zu integrieren, und zwar mit ande ren elektronisch gesteuerten Funktionen.However, the typical ones known for controlling the Hydraulic valves generally used displacement complex and expensive. It is also desirable to have an age native to change the sub-base position to ha to vary the timing. Furthermore it is with the trend towards increased electronic control of hydraulic systems desirable, the hydraulic piston displacement and time control in one to integrate electronic format with others electronically controlled functions.

Entsprechend ist die vorliegende Erfindung darauf gerich tet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.Accordingly, the present invention is directed to it one or more of the problems outlined above overcome.

Disclosure of the invention

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Kolbeneinheit mit variabler Verdrängung mit variabler Zeitsteuerung offenbart. Die Kolbeneinheit weist eine Anschlußplatte auf, die eine flache Oberfläche mit einer Achse dadurch aufweist, und einen Einlaßan schluß und einen Auslaßanschluß an winkelmäßig beabstan deten Stellen um die Achse. Die Kolbeneinheit weist einen Zylinderkörper bzw. eine Zylindertrommel auf und eine Struktur, die die Zylindertrommel zur Drehung um die Ach se relativ zur Anschlußplatte trägt, wobei die Zylinder trommel einen ersten axialen Endteil anliegend an der Oberfläche der Anschlußplatte besitzt, und einen entge gengesetzten zweiten axialen Endteil. Eine Vielzahl von Axialkolbenbohrungen erstreckt sich durch die Zylinder trommel zwischen den axialen Endteilen in umfangsmäßig beabstandeter Beziehung um die Achse, wobei die Bohrungen positioniert sind, um sich sequentiell in den Einlaßan schluß und den Auslaßanschluß während der Drehung der Zy lindertrommel zu öffnen. Die Einheit weist eine Vielzahl von Kolben auf, die zur axialen Verschiebung in den je weiligen Kolbenbohrungen positioniert sind, und zwar in zeitgesteuerter Beziehung zum Einlaßanschluß und zum Aus laßanschluß während der Drehung der Zylindertrommel, und eine Schrägplatte bzw. Taumelplatte und eine Struktur, die die Taumelplatte benachbart zum zweiten Endteil der Zylindertrommel trägt, und zwar zum gleitenden Kontakt mit dem Kolben während der Drehung der Zylindertrommel. Die Struktur, die die Taumelplatte trägt, ist geeignet, um eine Verkippung der Taumelplatte relativ zur Zylinder trommel um eine Kippachse zu verkippen, die quer zu der ersten erwähnten Achse orientiert ist, um die Verschie bung bzw. Verdrängung der Kolben zu variieren, und sie ist geeignet, um eine Drehung der Taumelplatte um die er ste Achse zu gestatten, um die zeitgesteuerte Beziehung der Verdrängung der Kolben zu dem Einlaßanschluß und dem Auslaßanschluß zu variieren.According to one aspect of the present invention, a hydraulic piston unit with variable displacement with variable timing disclosed. The piston unit has a connection plate that has a flat surface having an axis therethrough and an inlet connection and an outlet connection to angularly beabstan places around the axis. The piston unit has one Cylinder body or a cylinder drum and one Structure that allows the cylinder drum to rotate around the axis se carries relative to the connection plate, the cylinder drum a first axial end part adjacent to the Has surface of the connection plate, and an entge opposite second axial end part. A variety of Axial piston bores extend through the cylinders drum between the axial end parts in circumferential spaced relationship about the axis, with the holes are positioned to sequentially into the inlet circuit and the outlet port during the rotation of the Zy open linder drum. The unit has a variety from pistons to the axial displacement in each because piston holes are positioned, in timed relationship to inlet port and off let connection during the rotation of the cylinder drum, and an inclined plate or swash plate and a structure, which the swashplate adjacent to the second end part of the Cylinder drum carries, namely for sliding contact with the piston during the rotation of the cylinder drum. The structure that supports the swashplate is suitable to tilt the swashplate relative to the cylinder drum to tilt a tilt axis that is transverse to the first mentioned axis is oriented to the diff Exercise or displacement of the pistons to vary, and them is suitable to rotate the swashplate around it most axis to allow the timed relationship the displacement of the pistons to the inlet port and the Vary the outlet connection.

Gemäß eines bevorzugten Aspektes der Erfindung sind die Taumelplatte und die Struktur, die die Taumelplatte trägt, zusammen um die erste erwähnte Achse drehbar, um die zeitgesteuerte Beziehung der Verschiebung der Kolben zum Einlaßanschluß und zum Auslaßanschluß unter Verwen dung eines Elektromotors zu variieren, wie beispielsweise durch einen Schrittmotor und einen Antrieb. According to a preferred aspect of the invention, the Swashplate and the structure that the swashplate carries, rotatable together about the first axis mentioned the timed relationship of piston displacement for inlet connection and outlet connection using to vary an electric motor, such as by a stepper motor and a drive.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung weist die Struktur, die die Taumelplatte trägt, einen Elektromotor wie beispielsweise einen Schrittmotor auf, der betreibbar ist, um steuerbar die Taumelplatte um die Kippachse zu kippen, um die Verschiebung bzw. Verdrängung der Kolben zu variieren.According to a further aspect of the invention, the Structure that carries the swashplate, an electric motor such as a stepper motor that is operable is to controllable the swashplate about the tilt axis too tilt to the displacement or displacement of the pistons to vary.

Brief description of the drawings

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:For a better understanding of the present invention Reference is made to the accompanying drawings, in which the figures represent the following:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydrauli schen Kolbeneinheit, die elektrisch betreibbare Verdrängungs- und Zeitsteuerungen gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei die Ver drängungssteuerung gezeigt ist, wie sie eine Taumelplatte der Einheit in einer ersten reprä sentativen Verschiebungs- bzw. Verdrängungspo sition positioniert, und wobei die Zeitsteue rung gezeigt ist, wie sie die Taumelplatte bei einer ersten Zeitsteuerungsposition positio niert; Fig. 1 is a schematic representation of a hydrauli rule piston unit having electrically operable displacement and timings according to the present invention, wherein the United shown drängungssteuerung as sition positioned a swash plate of the unit in a first represen tative displacement or Verdrängungspo, and showing the timing as it positions the swashplate at a first timing position;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Einheit der Fig. 1, die die Zeitsteuerung mit der Taumelplatte bei der ersten Zeitsteuerungsposition zeigt; und FIG. 2 is a schematic view of the unit of FIG. 1 showing timing with the swashplate at the first timing position; and

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Einheit der Fig. 1, die die Zeitsteuerung mit der Taumelplatte bei einer zweiten Zeitsteuerungsposition zeigt. Fig. 3 is a schematic view of the unit of Fig. 1, showing the timing with the swash plate at a second timing position.

Best way to carry out the invention

Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, sind die Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen einer hydraulischen Kolbeneinheit 10 mit variabler Ver drängung, die eine Verdrängungssteuerung 12 und eine Zeitsteuerung 14 aufweist, die gemäß der Lehren der vor liegenden Erfindung konstruiert und betreibbar sind. Die Kolbeneinheit 10 mit variabler Verdrängung ist eine Hy draulikpumpeneinheit, die ein im allgemeinen zylindrisch geformtes Gehäuse 16 aufweist, das einen Hohlraum 18 de finiert. Eine Längsachse 20 erstreckt sich durch den Hohlraum 18 zwischen einem Pumpenende 22 und einem Steue rungsende 24. Eine Anschlußplatte 26 ist im Pumpenende 22 gelegen und weist eine flache Oberfläche 28 auf, durch die sich die Achse 20 erstreckt. Die Anschlußplatte 26 weist weiter einen bogenförmigen Einlaßanschluß 30 und einen bogenförmigen Auslaßanschluß 32 in der Oberfläche 28 auf, und zwar in winkelmäßig beabstandeten Stellen um die Achse 20 herum. Der Einlaßanschluß 30 ist zur Verbin dung in Strömungsmittelverbindung mit einem (nicht ge zeigten) Einlaßanschluß angepaßt, um Strömungsmittel da von aufzunehmen, und der Auslaßanschluß 32 ist zur Ver bindung in Strömungsmittelverbindung mit einem (ebenfalls nicht gezeigten) Auslaßanschluß angepaßt, um Strömungs mittel in herkömmlicher Weise dorthin auszulassen. Eine Pumpenantriebswelle 34 ist an dem Gehäuse 16 durch Lager 36 zur Drehung in dem Hohlraum 18 um die Achse 20 mon tiert. Eine Zylindertrommel 38 ist an der Welle 34 zur Drehung damit um die Achse 20 montiert. Die Zylindertrom mel 38 weist einen ersten axialen Endteil 40 auf, der an liegend an die Oberfläche 28 der Anschlußplatte 26 ange ordnet ist, und einen entgegengesetzten zweiten axialen Endteil 42. Eine Vielzahl von axialen Kolbenbohrungen 44 erstreckt sich durch die Zylindertrommel 38 zwischen den axialen Endteilen 40 und 42 in umfangsmäßig beabstandeter Beziehung um die Achse 20, um sich sequentiell in den Einlaßanschluß 30 und den Auslaßanschluß 32 der Anschluß platte 26 während der Drehung der Zylindertrommel 38 zu öffnen.With reference to the drawings, in which a preferred embodiment of the present invention is shown, FIGS. 1 and 2 are schematic representations of a variable displacement hydraulic piston unit 10 having a displacement controller 12 and a timing controller 14 , which according to the teachings of FIGS are constructed and operable before lying invention. The variable displacement piston unit 10 is a hydraulic pump unit having a generally cylindrical housing 16 that defines a cavity 18 de. A longitudinal axis 20 extends through the cavity 18 between a pump end 22 and a control end 24 . A port plate 26 is located in the pump end 22 and has a flat surface 28 through which the axis 20 extends. The port plate 26 further includes an arcuate inlet port 30 and an arcuate outlet port 32 in the surface 28 , at angularly spaced locations about the axis 20 . The inlet port 30 is adapted for connection in fluid communication with an inlet port (not shown) to receive fluid there, and the outlet port 32 is adapted for connection in fluid communication with an outlet port (also not shown) to provide fluid in a conventional manner Way to leave out there. A pump drive shaft 34 is mounted on the housing 16 by bearings 36 for rotation in the cavity 18 about the axis 20 . A cylinder drum 38 is mounted on the shaft 34 for rotation therewith about the axis 20 . The cylinder flow mel 38 has a first axial end part 40 , which is arranged lying on the surface 28 of the connecting plate 26 , and an opposite second axial end part 42 . A plurality of axial piston bores 44 extend through the cylinder barrel 38 between the axial end portions 40 and 42 in circumferentially spaced relationship about the axis 20 to sequentially plate 26 into the inlet port 30 and the outlet port 32 of the port during rotation of the cylinder barrel 38 to open.

Eine Vielzahl von Kolben 46 ist zur axialen Verschiebung in den jeweiligen Axialkolbenbohrungen 44 in zeitgesteu erter Beziehung zum Einlaßanschluß 30 und zum Auslaßan schluß 32 während der Drehung der Zylindertrommel 38 po sitioniert. Jeder Kolben 46 weist einen schwenkbar mon tierten Schuh bzw. ein Fußstück 48 auf, und zwar mit ei ner flachen Oberfläche 50 am Ende dazu entgegenliegend zur Anschlußplatte 26.A plurality of pistons 46 is po sitioned for axial displacement in the respective axial piston bores 44 in timed relation to the inlet port 30 and the outlet port 32 during the rotation of the cylinder drum 38 . Each piston 46 has a pivotally mounted shoe or a foot piece 48 , with a flat surface 50 at the end opposite to the connecting plate 26 .

Die Kolbeneinheit 10 weist weiter eine Schrägplatte bzw. Taumelplatte 52 mit einer im allgemeinen flachen Oberflä che 54 und einer (nicht gezeigten) Struktur auf, um die flache Oberfläche 54 in gleitendem Eingriff mit den fla chen Oberflächen 50 der Kolben 46 während der Drehung der Kolben 46 mit der Zylindertrommel 38 zu halten. Die Tau melplatte 52 ist um eine Kippachse 56 kippbar, während sie mit den Schuhen 48 der Kolben 46 in Eingriff steht, um zu ermöglichen, daß ein Strömungsmittel in die Kolben bohrungen 44 gezogen wird, wenn diese in Verbindung mit dem Einlaßanschluß 30 sind, und daß das Strömungsmittel aus den Kolbenbohrungen 44 in den Auslaßanschluß 32 aus gelassen wird, wenn diese in Verbindung damit sind.The piston unit 10 further includes a swash plate 52 having a generally flat surface 54 and a structure (not shown) around the flat surface 54 in sliding engagement with the flat surfaces 50 of the pistons 46 during the rotation of the pistons 46 to hold with the cylinder drum 38 . The Tau melplatte 52 is tiltable about a tilt axis 56 while it is in engagement with the shoes 48 of the pistons 46 to allow fluid to be drawn into the piston bores 44 when in communication with the inlet port 30 , and that the fluid is let out of the piston bores 44 into the outlet port 32 when in communication therewith.

Die Verdrängungssteuerung 12 weist eine Struktur 58 auf, die die Taumelplatte 52 in den erwünschten Kippwinkeln um die Kippachse 56 trägt, um eine erwünschte Verdrängung bzw. Verschiebung der Kolben 46 vorzusehen. Die Struktur 58 weist ein äußeres rohrförmiges Glied 60 auf, welches konzentrisch um die Achse 20 liegt und eine innere ring förmige Oberfläche 62, die ein Paar von sich axial er streckenden diametral entgegenliegenden Führungsschlitzen 64 und 66 darin aufweist. Die Struktur 58 weist ein Paar von Nocken- bzw. Wirkflächenfolgern 68 und 70 auf, die zur axialen Bewegung in den jeweiligen Schlitzen 64 und 66 positioniert sind, wobei die Nocken- bzw. Wirkflächen folger 68 und 70 in schwenkbarer Weise die Taumelplatte 52 an diametral entgegengesetzten Stellen 72 und 74 mit Bezug auf die Achse 20 tragen. Die Nocken- bzw. Wirkflä chenfolger 68 und 70 sind axial bewegbar, um den Winkel der Taumelplatte 52 um den Kippwinkel 56 durch eine zy lindrische Nocke bzw. Wirkfläche 76 zu verändern, die ei ne Außenumfangsoberfläche 78 mit einem im allgemeinen schraubenförmigen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nocken- bzw. Wirkflächenschlitz 80 darin aufweist, der in zusammenarbeitender Weise die sich radial nach innen er streckenden Folgerteile 82 und 84 der jeweiligen Nocken- bzw. Wirkflächenfolger 68 und 70 aufnimmt. Die Nocke bzw. Wirkfläche 76 weist axial entgegengesetzte Nocken bzw. Wirkflächen 86 und 88 im Nocken bzw. Wirkflächen schlitz 80 auf und diese sind in Eingriff zu bringen mit dem Folgeteil 82 und dem Folgeteil 84, um die Nocken- bzw. Wirkflächenfolger 68 und 70 und die Taumelplatte 62 zu tragen. Die zylindrische Nocke bzw. Wirkfläche 76 ist in steuerbarer Weise um die Achse 20 drehbar, und zwar relativ zu dem rohrförmigen Glied 60 und den Nocken- bzw. Wirkflächenfolgern 68 und 70, und zwar durch eine An triebsanordnung 90.The displacement controller 12 has a structure 58 that supports the swash plate 52 at the desired tilt angles about the tilt axis 56 to provide a desired displacement or displacement of the pistons 46 . The structure 58 has an outer tubular member 60 which is concentric about the axis 20 and an inner annular surface 62 which has a pair of axially extending diametrically opposed guide slots 64 and 66 therein. The structure 58 has a pair of cam or active surface followers 68 and 70 which are positioned for axial movement in the respective slots 64 and 66, wherein the cam or active surfaces follower 68 and 70 in pivotable manner, the swash plate 52 at diametrically wear opposite locations 72 and 74 with respect to axis 20 . The cam follower 68 and 70 are axially movable to change the angle of the swash plate 52 by the tilt angle 56 by a cylindrical cylindrical cam 76 , the egg ne outer peripheral surface 78 with a generally helical extending circumferentially Has cam or active surface slot 80 therein, which cooperatively receives the radially inwardly extending follower parts 82 and 84 of the respective cam or active surface followers 68 and 70 . The cam or active surface 76 has axially opposite cams or active surfaces 86 and 88 in the cam or active surface slot 80 and these are to be brought into engagement with the follower part 82 and the follower part 84 to the cam or active surface followers 68 and 70 and to carry the swash plate 62 . The cylindrical cam or active surface 76 is rotatable in a controllable manner about the axis 20 , relative to the tubular member 60 and the cam or active surface followers 68 and 70 , by a drive arrangement 90th

Die Antriebsanordnung 90 weist ein Getriebe bzw. Zahnrad 92 auf, welches konzentrisch um die Achse 20 ist und in treibender Beziehung zur zylindrischen Nocke bzw. Wirkfläche 76 montiert ist, ein Antriebszahnrad 94, wel ches in das Zahnrad 92 eingreift, wobei das Antriebszahn rad 94 auf einer Ausgangswelle 96 eines elektrischen Mo tors wie beispielsweise eines Schrittmotors 98 montiert ist. Der Schrittmotor 98 ist von herkömmlicher Konstruk tion und von herkömmlichem Betrieb, wobei er unter Ver wendung eines Spannungssignals betreibbar ist, welches über den Draht 100 aufgenommen wird, der in elektrischer Verbindung zwischen dem Schrittmotor 98 und einer selek tiv betreibbaren Leistungsquelle angeschlossen ist, wie beispielsweise einer herkömmlichen Gleichstrom-(DC-) Mo torsteuervorrichtung oder ähnlichem (nicht gezeigt) um die Taumelplatte 52 zu drehen, wie vom Pfeil X bezeich net, und zwar in einem erwünschten Winkel mit Bezug auf die Achse 20, und um sie in diesem Winkel zu halten. Es sei bemerkt, daß ein Servomotor oder andere Arten von elektrischen Motoren anstelle des Schrittmotors 98 ver wendet werden könnten. The drive assembly 90 includes a gear 92 which is concentric about the axis 20 and is mounted in driving relation to the cylindrical cam 76 , a drive gear 94 which engages with the gear 92 , the drive gear 94 is mounted on an output shaft 96 of an electric motor, such as a stepper motor 98 . The stepper motor 98 is of conventional construction and operation, and is operable using a voltage signal received over the wire 100 that is electrically connected between the stepper motor 98 and a selectively operable power source, such as a conventional direct current (DC) motor controller or the like (not shown) to rotate the swash plate 52 as indicated by arrow X at a desired angle with respect to the axis 20 and to at that angle hold. Note that a servo motor or other types of electric motors could be used in place of the stepper motor 98 .

Die Verschiebungs- bzw. Verdrängungssteuerung 12 weist weiter ein Schub- bzw. Axiallager 102 auf, welches zur Drehung um die Pumpenantriebswelle 34 montiert ist, um die zylindrische Nocke bzw. Wirkfläche 76 in der er wünschten axialen Beziehung zur Taumelplatte 52 zu hal ten.The displacement control 12 further includes a thrust bearing 102 which is mounted for rotation about the pump drive shaft 34 in order to hold the cylindrical cam or effective surface 76 in the desired axial relationship with the swash plate 52 .

Die Zeitsteuerung 14 weist ein äußeres Zahnrad 104 auf, welches sich umlaufend um zumindest einen Teil des rohr förmigen Gliedes 60 erstreckt, und eine Antriebsanordnung 106, die ein Antriebszahnrad 108 aufweist, welches in das Zahnrad 104 eingreift, und zwar montiert an der Ausgangs welle 110 eines Elektromotors wie beispielsweise eines Schrittmotors 112. Der Schrittmotor 112 ist von herkömm licher Konstruktion und von herkömmlichem Betrieb, wobei er steuerbar betreibbar ist, um ein Spannungssignal zu verwenden, welches über einen Draht 114 empfangen wird, der den Schrittmotor 112 in elektrischer Verbindung mit einer Leistungsquelle anschließt, wie beispielsweise ei ner DC- bzw. Gleichstrommotorsteuervorrichtung oder ähn lichem (nicht gezeigt). Es sei bemerkt, daß ein Servomo tor oder andere Arten von Elektromotoren anstelle des Schrittmotors 112 verwendet werden könnten.The timing controller 14 has an outer gear 104 , which extends circumferentially around at least a portion of the tubular member 60 , and a drive arrangement 106 , which has a drive gear 108 which engages in the gear 104 , namely mounted on the output shaft 110 an electric motor such as a stepper motor 112 . The stepper motor 112 is of conventional construction and operation, and is controllably operable to use a voltage signal received over a wire 114 that connects the stepper motor 112 in electrical communication with a power source, such as a DC - or DC motor control device or the like (not shown). It should be noted that a servo motor or other types of electric motors could be used in place of the stepper motor 112 .

Mit Bezug auf Fig. 3 wird der Betrieb der Zeitsteuerung 14 besprochen. Insbesondere ist die Winkelposition der Kippachse 56 um die Längsachse 20 für zwei jeweilige Zeitsteuerungspositionen gezeigt, die unterschiedlich zeitgesteuerte Beziehungen der Verschiebung der Kolben 46 (Fig. 1) zum Einlaßanschluß 30 und zum Auslaßanschluß 32 der Anschlußplatte 26 vorsehen. In Fig. 2 ist die Kipp achse 56 in der gleichen Winkelposition wie in Fig. 1 gezeigt, und zwar durch den Eingriff des Antriebszahnrads 108 der Antriebsanordnung 106 in das Zahnrad 104 wie ge zeigt. In Fig. 3 ist die Antriebsanordnung 106 betätigt worden, um das Antriebszahnrad 108 gegen den Uhrzeiger sinn zu drehen, wie von Pfeil A gezeigt, um das Zahnrad 104 im Uhrzeigersinn zu drehen, wie von Pfeil B gezeigt, was wiederum die Kippachse 56 im Uhrzeigersinn um das gleiche Ausmaß dreht, wie bei 56' gezeigt, wodurch eine Veränderung der zeitgesteuerten Beziehung der Verdrängung bzw. Verschiebung der Kolben zum Einlaßanschluß 30 und zum Auslaßanschluß 32 der Anschlußplatte 26 bewirkt wird. Es sei hier bemerkt, daß weil im bevorzugten Ausführungs beispiel wie es oben erklärt wird, das Zahnrad 104 an dem rohrförmigen Glied 60 montiert ist, welches die Nocken- bzw. Wirkflächenfolger 68 und 70 in seinen Schlitzen 64 und 66 trägt, die zylindrische Nocke bzw. Wirkfläche 76 genauso mit dem rohrförmigen Glied 60 gedreht wird, um keine unerwünschten Veränderungen des Kippwinkels der Taumelplatte zu bewirken.With reference to FIG. 3, the operation of the timing controller 14 is discussed. In particular, the angular position of the tilt axis 56 about the longitudinal axis 20 is shown for two respective timing positions which provide different time-controlled relationships of the displacement of the pistons 46 ( FIG. 1) to the inlet connection 30 and to the outlet connection 32 of the connection plate 26 . In Fig. 2, the tilt axis 56 is shown in the same angular position as in Fig. 1, namely by the engagement of the drive gear 108 of the drive assembly 106 in the gear 104 as ge shows. In Fig. 3, the drive assembly 106 has been actuated to rotate the drive gear 108 counterclockwise as shown by arrow A to rotate the gear 104 clockwise as shown by arrow B, which in turn is the tilt axis 56 clockwise rotates by the same amount as shown at 56 ', thereby causing a change in the timed relationship of the displacement of the pistons to the inlet port 30 and outlet port 32 of the port plate 26 . It should be noted that because, in the preferred embodiment, as explained above, gear 104 is mounted on tubular member 60 which carries cam followers 68 and 70 in slots 64 and 66 , cylindrical cam and The active surface 76 is also rotated with the tubular member 60 in order not to cause any undesired changes in the tilt angle of the swashplate.

Industrial applicability

Die Verdrängungssteuerung und die Zeitsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung findet Anwendung für eine große Vielzahl von Anwendungen, die beispielsweise hydraulische Kolbeneinheiten aufweisen, die als Pumpen, Motoren und beides betrieben werden. In dieser Beziehung wird in Be tracht gezogen, daß die Verdrängungs- bzw. Verschiebungs steuerung 12 eine ausreichende Fähigkeit zur Drehung der Taumelplatte 52 um die Kippachse 56 hat, um eine Positio nierung der Taumelplatte 52 in einer Orientierung zum Pumpen, in einer neutralen Orientierung und einer Orien tierung zum Motorbetrieb wie erwünscht zu bewirken.The displacement control and timing control according to the present invention finds application in a wide variety of applications, including hydraulic piston units that operate as pumps, motors, and both. In this regard, it is contemplated that the displacement control 12 has sufficient ability to rotate the swash plate 52 about the tilt axis 56 to position the swash plate 52 in an orientation for pumping, in a neutral orientation, and an orientation to motor operation as desired.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.Other Aspects, Goals, and Benefits of This Er can be found from a study of drawings, the Of disclosure and the appended claims.

Claims

1. Hydraulic piston unit with variable displacement, which has the following:
a port plate having a flat surface with an axis therethrough, an inlet port and an outlet port at angularly spaced locations around the axis;
a cylinder drum and a structure which supports the cylinder drum for rotation about the axis relative to the connection plate, the cylinder drum having a first axial end part adjacent to the surface of the connection plate, further an opposite second axial end part and a large number of axial Piston bores therethrough extending between the axial end portions in circumferentially spaced relationship about the axis at a position to sequentially open into the inlet port and the outlet port during the rotation of the cylinder drum;
a plurality of pistons which are positioned for axial displacement in the respective piston bores in timed relationship with the inlet port and the outlet port during the rotation of the cylinder drum; and
a swash plate and a structure that supports the swash plate adjacent to the second axial end portion of the cylinder drum for sliding contact with the pistons during rotation of the cylinder drum, the structure that supports the swash plate being adapted to a Tilt the swashplate relative to the cylinder drum to allow a tilt axis which is oriented transversely to the first axis mentioned, namely to vary the displacement or displacement of the pistons, and wherein the structure rotates the swashplate about the first axis mentioned allowed to vary the timing of the displacement of the pistons to the inlet port and the outlet port.

2. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 1, wherein the swash plate and the Structure that carries the swashplate together around The first axis mentioned are rotatable around time controlled relationship of piston displacement to Vary inlet connection and outlet connection.

3. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 2, further comprising an electric motor points, and a drive that operates with the Structure that supports the swashplate, to selectively structure and swashplate around the to turn the first mentioned axis.

4. Hydraulic piston unit with variable displacement of claim 3, wherein the structure that the swash plate carries, a cylindrical cam or active surface che concentric with the first axis mentioned points, and at least one cam or active surfaces follower who works in cooperation with the zy Lindrische cam or effective area in load-bearing loading drawing to the swashplate is engaged, wherein the cylindrical cam or active surface and the to at least one cam or effective surface follower relative is rotatable about the first axis mentioned, around the ver tilt the swashplate to cause the tilt axis to the displacement or displacement of the pistons to vary.

5. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 4, further comprising an electric motor and has a drive that is operational with the cylindrical cam or active surface is connected, for the relative rotation of the cylindrical Cam or effective area and the at least one Cam or active surface follower.

6. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 1, comprising a hydraulic pump or is a hydraulic pump.

7. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 1, comprising a hydraulic motor or is a hydraulic motor.

8. Hydraulic piston unit with variable displacement, which has the following:
a port plate having a flat surface with an axis therethrough, and an inlet port and an outlet port at angularly spaced locations around the axis;
a cylinder drum and a structure which supports the cylinder drum for rotation about the axis relative to the connection plate, the cylinder drum having a first axial end part adjacent to the surface of the connection plate, further an opposite second axial end part and a large number of axial Piston bores therethrough extending in circumferentially spaced relationship about the axis between the axial end portions, the bores being positioned to sequentially open in the inlet port and the outlet port during rotation of the cylinder drum;
a plurality of pistons, which are positioned for axial displacement in the respective piston bores, in a timed relationship with the inlet connection and the outlet connection during the rotation of the cylinder drum; and
a swash plate and a structure that supports the swash plate adjacent to the second axial end portion of the cylinder drum, for sliding contact with the piston during the rotation of the cylinder drum, the structure that supports the swash plate having an electric motor that is operable is to controllably tilt the swashplate about a tilt axis which is oriented transversely to the first axis mentioned, in order to vary the displacement or displacement of the pistons.

9. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 8, further comprising a structure, the rotation of the swashplate around the first one This axis allows the timed relation hung the displacement or displacement of the pistons to the inlet connection and the outlet connection to variie ren.

10. Hydraulic piston unit with variable displacement The claim 8, wherein the structure that the swash plate carries, a cylindrical cam or active surface che, concentric with the first mentioned axis, and at least one cam or Effective area follower operating with the cylin the cam or active surface is engaged, namely in a load-bearing relationship to the swashplate, the cylindrical cam or active surface and the at least one cam or effective surface follower rela tiv around the first axis mentioned by the electromo are rotatable to tilt the swashplate to cause the tilting axis, to displace the Varying pistons.

11. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 8, which comprises a pump or a Pump is.

12. Hydraulic piston unit with variable displacement according to claim 8, which has a motor or a Engine is.